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第十四章 内能与热机
第2节 物质的比热容
1.通过实验认识不同物质的吸热能力，了解比热容的概念和定义式。
3.能根据科学探究的猜想与假设制定探究计划，设计实验方案，
会根据设计的实验方案选择、装配实验器材，完成探究实验。
2.能运用比热容解释相关的自然规律，解决简单的实际问题
烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却凉爽舒适；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却暖暖的。
观察思考
1.猜想投票：（A. 水吸热多 B. 油吸热多 C. 一样多）
质量相同、升温相同，水和食用油谁吸收热量更多？
知识点一：探究物质吸热或放热规律
观察思考
转化推理过程：
相同规格的加热装置
供热能力相同
相同时间
物质吸收的热量相同
放出热量相同
不同时间
放出热量不同
物质吸收的热量不同
不易测量
容易观察
转化法
2.设计实验
2.设计实验
（1）器材：烧杯、温度计、天平、电加热器，秒表
（2）如何保证公平对比？
答：选用相同的电加热器对相同质量的水和食用油加热，使它们升高相同的温度，比较加热的时间；或选用相同的电加热器对相同质量的水和食用油加热，加热相同的时间，比较升高的温度。
控制变量法
2.设计实验
（3）为何选用相同电加热器？
答：因为物质吸收热量的多少无法
直接进行量度，故选用完全相同的
电加热器进行加热，通过加热时间的长短来判断物质吸收热量的多少。加热时间相等，吸收热量相同；加热时间越长，吸收热量越多；加热时间越短，吸收热量越少。这里使用了“ ”。
转换法
3.加热与数据采集
方法（一）：加热相同时间（2min）
数据
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}加热时间（min）
水的温度（℃）
食用油的温度（℃）
0
26.1
27.9
2
41.9
85.1
方法（二）：升高相同温度（26℃）
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物质
升高的温度（℃）
加热时间（s）
水
26
76
食用油
26
39
4.数据分析与结论
对比表格数据，发现：
（1）加热相同时间（2min），食用油升高的温度快（57.2℃＞15.8℃）；
（2）升高相同的温度（26℃），水加热的时间长（76s＞39s）。
结论：
（1）相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量通常相同；
（2）相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同。
科学家对以上现象进行了详细研究，并由此揭示出物质的一种特性，这种特性被称为比热容。
定义：一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比。
　　比热容用符号c表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg · ℃)。
物理意义：反映物质吸收与放出热量的能力。
知识点二：物质的比热容
水的比热容是： c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃)
色拉油的比热容是： c 油= 1.97×103 J/(kg·℃)
尝试说出水的比热容的物理意义：
1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物质
比热容c/(J·kg-1·℃-1)
水
4.2×103
酒精
2.4×103
煤油
2.1×103
冰
2.1×103
蓖麻油
1.8×103
砂石
0.92×103
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物质
比热容c/(J·kg-1·℃-1)
铝
0.88×103
干泥土
0.84×103
铁、钢
0.46×103
铜
0.39×103
汞
0.14×103
铅
0.13×103
常见物质的比热容
1.谁的比热容最大？
2.同种物质的比热容是一直不变的吗？
3.你还有哪些发现？
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多，用水作冷却剂效果好。
水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时， 放出的热量多，用热水取暖效果好。
水的比热容大的应用
1.为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？
因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子少；没有日照时，海水降温比沙子少。
观察思考
2.为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？
因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化减少，所以说水对气温的调节起较大作用。
修建人工湖，利用水的
吸热本领强，来调节气温
物质的比热容跟密度相似，也是物质的特性之一。
对某种确定的物质来讲，比热容是一个确定的数值，跟物体质量的大小，温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。
因此，可以用比热容来鉴别物质的种类。
小结
热量的计算
根据比热容公式c=????????Δ????
（1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
（2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。
（3） 各物理量单位的选择
m 表示物质的质量，单位：kg
Δt表示改变的温度，单位：℃
c 表示物质比热容，单位： J/（kg·℃）
Q 表示吸收或放出的热量，单位：J
?
例题：要把2kg的水从20℃加热到100℃，至少需供给多少热量？
已知：c=4.2×103J/(kg·℃)，m=2kg，t1=20℃，t2=100℃。
求：Q吸。
解：Q吸=cm(t2－t1)
= 4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－20℃)
= 6.72×105J。
答：至少需供给6.72×105J的热量。
物质的比热容
物质的比热容
热量的计算
探究物质吸热或放热规律
相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相等；
相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等。
①物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。
② 定义：一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比。
③ 公式： ????=????????Δ????
④ 单位：J/（kg·℃）
⑤比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。
⑥水的比热容的特点与应用.
①影响吸放热的因素：物质种类、质量、升高的温度。
②吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
③放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
?
1.下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
B
2.下表列出了一些物质的比热容,分析表中数据,下列说法正确的是( )
物质
水
煤油
色拉油
冰
砂石
比热容[×103 J/(kg·℃)]
4.2
2.1
1.97
2.1
约0.92
A.液体的比热容总比固体的大
B.物质的物态发生变化,比热容不会变化
C.不同物质的比热容一定不同
D.质量相等的水和砂石吸收相同的热量,水的温度变化较小
D
3.在“探究不同物质的吸热能力”的实验中：
(1)该实验除了图甲中的实验器材外,还需要用到的实验器材有
天平和　 　。?
(2)实验中选用规格相同的电加热器分别给初温相同且　 　相
同的a、b两种液体加热,并记录实验数据。?
秒表
质量
(3)实验中通过　 (选填“升高的温度”或“加热的时间”)来反映两种液体吸收热量的多少。?
(4)根据实验数据得到的图像如图乙所示。分析图像可知,此实验可以通过比较两种液体吸收相同的热量后　 　来判断液体吸热能力的强弱。所以　 　(选填“a”或“b”)液体吸热能力强。?
加热的时间
升高的温度
a
4.“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐。如图所示,向“自嗨锅”内的发热包加入适量的凉水(请勿直接触碰发热包内物质),发热包立即发生化学反应放热使水升温,从而加热上部的食材。若发热包将0.5 kg水从20 ℃加热至80 ℃。
发热包
请你回答下列问题:
(1)水升高的温度Δt。
(2)0.5 kg的水吸收的热量Q吸,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
(3)请判断发热包释放热量Q1和食材吸收热量Q2的大小关系?并写出一条判断理由。
解析:(1)水升高的温度为Δt=t2-t1=80 ℃-20 ℃=60 ℃。
(2)0.5 kg的水吸收的热量为
Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×60 ℃=1.26×105 J。
答案:(1)60 ℃；(2)1.26×105 J；（3）Q1>Q2
(3)Q1>Q2;因为发热包释放热量被食材吸收的同时还会向空气中释放热量,所以 Q1>Q2。

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